The Status of Methane Hydrate Development
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(2) 72. 김영인. Table 1. Composition of gas of natural gas hydrates(Yuri F. Makogon, 2010) GH deposit Haakon Mosby Mud volcano Nankai Trough Bush Hill White Bush Hill Yellow Green Canyon White Green Canyon Yellow Bush Hill Messoyakha Mallik Nankai Trough-1 Blake Ridge. Gas composition, mol % CH4 99.5 99.3 72.1 73.5 66.5 69.5 29.7 98.7 99.7 94.3 99.9. C2H6 0.1. C3H8 0.1. iC4H10 0.1. nC4H10 0.1. C5+ 0.1. 11.5 11.5 8.9 8.6 15.3 0.03 0.03 2.6 0.02. 13.1 11.6 15.8 15.2 36.6. 2.4 2 7.2 5.4 9.7. 1 1 1.4 1.2 4. 0 0.3 0.2 0 4.8. CO2. N2. 0.63. 0.27 0.57. 1.1. 메탄하이드레이트의 특성 가스하이드레이트(GH: gas hydrate)의 천연가스 분 자와 물분자의 결합은 일반적인 화학적 결합이 아니라 물분자가 만드는 격자속에 천연가스 분자가 들어가는 물리적 결합에 의해 형성된다. GH는 온도와 압력의 변화에 대단히 민감하게 반응하는 특성을 지니고 있다. GH에 포획되는 가스의 양은 성분, 온도 및 압력의 영 향을 받는다. GH는 고압, 저온 상태의 물 분자 공극 에 가스 분자가 포획된 형태로 드라이아이스와 유사하 며 Table 1에서와 같이 대부분의 GH는 메탄가스로. Fig. 1. The Structure of Gas Hydrate(Kang, seongpil, 2012).. 0.09. 0.8. 0.1. 0.5. 0.77. 0.24. 1.4 0.08. 구성되어 있어 연소시 기존 가스 연료대비 CO2 배출 량이 30% 수준이다. GH 1리터에 천연가스 약 200리 터가 압축된다. 천연가스 하이드레이트를 포함한 모든 GH의 결정구 조(crystal structure)는 수소 결합으로 이루어진 물분 자에 의하여 형성된 다면체(polyhedra)의 공동(cavity) 으로 구성 되어 있다. 가스 하이드레이트의 정확한 구 조는 포집되는 가스 분자의 종류와 생성 조건에 따라 Fig. 1과 같이 구조-I, 구조-II, 구조-H 세 가지 형태로 구분된다. 물 분자들이 형성하는 기본구조 동공은 5가.
(3) 메탄하이드레이트 개발동향. 지로 분류되는데 그 격자면을 구성하는 모양과 갯수에 따라 512(pentagonal dodecahedron), 51262(tetrakaidecahedron), 51264(hexakaidecahedron), 51268(icosahedron), 435963(irregulardodecahedron) 등이 있다(Kang, seongpil, 2012). 경도는 얼음의 약 2배이며 밀도는 하이드레이트 의 격자 내의 메탄의 포화도에 따라 달라지며, 포획되 는 메탄의 양은 온도가 낮아질수록 그리고 압력이 높 아질수록 증가한다. 동일한 온도 하에서는 압력이 증 가함에 따라 MH의 밀도 역시 증가한다. 에너지원으로서 GH를 개발하기 위해서는 이수의 제 어, 케이싱을 세팅하는 방법, 효과적으로 GH를 해리시 키는 물질이나 용매 및 방법의 개발, 다양한 자연상태 하에서 GH의 평형조건에 대한 연구는 물론 GH의 열 역학적 특성과 물리적 특성에 대한 연구가 선행되어야 한다. GH는 얼음과 같이 안정하게 존재할 수 있는 온도 와 압력조건에서 벗어나면 쉽게 해리된다. 따라서 이와 같은 특성은 GH가 보존된 지층에 대한 지질 온도계와 압력계로 사용될 수 있다. 또한 물리탐사 자료상에 GH의 부존을 나타내는 징후가 발견되었을 때 부존여부 를 판단 할 수 있는 자료로 활용한다. GH는 앞서 언급 했던 것처럼 특정한 고온, 저압하에서 메탄을 고체 상태 로 저류할 수 있는 특성을 지니고 있다. 따라서 GH는 메탄가스를 고체상태로 저장한 창고라고 할 수 있다. 1.2. 지질과 부존 MH는 다른 광물 및 에너지자원과 달리 지역적 편 중이 심하지 않다. 전 세계 영구 동토지역과 심해 퇴 적층에 광범위하게 분포되어 있다. Fig. 2.에서와 같이. 73. 전 세계 대륙 연안지역에 MH부존 가능성을 지시하는 많은 해저모방반사면(BSR)이 나타나고 시추로 확인된 MH도 세계적으로 분포를 보이고 있다. GH는 전 세계에 걸쳐 약 10조 톤에 달하는 양이 부존된 것으로 알려졌다. 미국의 MH 매장량은 9,066 조 m3로 미국의 천연가스 매장량의 1,800배에 달하며 우리나라에도 동해 심해에 약 8억 톤 이상이 분포된 것으로 확인되고 있다. 일본은 1989년 홋카이도 부근 에서 천연가스 매장량을 확인한 이래 현재 매장량이 35조 m3로 일본의 연간 천연가스 사용량의 460배를 확보했다(Jeonghwan Lee, 2010). 해저에 석유자원이 부존되어 있는 지역에 하이드레 이트 층이 나타나고 그 아래층에 천연가스와 원유가 부존되는 것이 일반적이다. MH의 부존조건은 Fig. 3. 에서와 같이 동토와 심해저에서의 심도와 온도관계를 보여주고 있다.. 2. 주요 국가별 현황 2.1. 미국 미국은 1982년 하이드레이트 기초연구를 착수한 이 래 1998년 과학기술재단에서 500만 달러를 투자했다. 2000년 특별법 제정 및 5년간 4,750만 달러 연구비 투자와 2015년 상업적 개발목표로 중장기 프로그램을 진행하고 있다. 2007년 알라스카 Mount Elbert 영구 동토층의 MH에 대하여 처음 시추했다. 미국에 매장된 미개발 하이드레이트 양은 20경 cubic feet이다. 멕시 코만에 매장된 하이레이트는 21.5조 cubic feet로 최근. Fig. 2. Distribution of discovered gas hydrate deposits. BSR = deposit located by seismic refraction(Yuri F. Makogon, 2010)..
(4) 74. 김영인. Fig. 3. Methane Hydrate Phase Boundary(Kun-Hong Lee, 2009).. 업데이트되었다(Carolyn A. Koh et al., 2012). 미국의 하이드레이트에 대한 연간 탐사 개발비는 9 백만 달러로 3개 프로젝트에 주로 집중되어 있다. ① 2012년 초 계획된 ConocoPhillips의 CO2-메탄 치환시 험, ② BP Alaska 지역에서 장기 생산시험, ③ 멕시코 만에서의 국제 Joint Industry Project(JIP)는 2009년 시추 및 로깅에 이어 하이드레이트 코어 채취에 중점 을 둔 첫 탐사로서 JIP 3단계는 목전에 있다. JIP의 중점 사항은 안전한 시추에서 에너지 생산탐사로 이어 지는 것이다. 3종류의 공극을 채우는 퇴적물이 코어로 깅(core logging)으로 확인되었으나 가장 중요한 발견은. 현재 MH 자원개발연구 컨소시엄이 결성되었으며, 그 개발계획은 2단계에 진입하여 해양산출 시험을 실 시하고 있다. 연구계획은 2009년도부터 2단계에 진입 하여 2015년까지 ① 해양산출 시험실시에 의한 생산기 술의 실증과 상업적 산출을 위한 기술과제 추출, ② 경제적이며 효율적인 채취방법 제시, ③ 주변 해역의 부존상황 파악, ④ 해양산출시험을 통한 환경영향평가 방법 제시, ⑤ 안전하고 경제적인 개발가능성 제시를 목표로 하고 있다. 1단계에서는 해저의 지층 중에 MH가 고포화율로 존 재하는 것을 세계에서 처음으로 발견하여 감압법에 의. 2009년 JIP Leg II 탐사에서 모래층(sand reservoirs) 에 높은 농도의 MH 부존이다(Carolyn A. Koh et al., 2012).. 한 채취가 효과적이라는 것을 확인하였다(Wonmin Cha, 2006). 원시자원량은 일본 동부 남해 해구에서 일본의 연간 가스 소비량의 약 6년분, 일본 전체로는 약 66년분이 있는 것으로 확인되었다. 3단계에서는 상 업적 채굴준비를 위한 종합평가와 2018년에 프로젝트 의 최종평가를 실시한다. 시험생산은 말릭 5L-38 생산정 상하부의 GH층에 각각 열수주입(hot water circulation)과 감압법(depressurization method)을 적용하여 수행되었으며, 두개의. 2.2. 일본 1980년대 초에 시작된 탐사를 필두로 이미 상당량의 MH 매장량을 확보하여 미국과 비슷한 시기의 생산을 목표로 연구에 박차를 가하고 있다. 전 세계에서 GH 개발 분야에서 가장 앞서있는 나라가 일본이다. 일본 은 지난 2009년 정부 산하 종합해양정책본부를 통해 10년 내 GH를 상업생산 한다는 내용을 담은 해양에너 지 및 광물자원 개발계획을 확정하고 이 분야에 대규 모 예산을 배정해왔다. 일본은 빠르면 2012년 난카이 해역에서 GH를 시험생산하고 2018년부터 상업생산에 들어갈 계획이다.. 관측공은 GH층의 온도압력변화 관찰에 매우 효과적으 로 이용되었다. 이 프로젝트는 GH층에 기존에 제안된 감압법과 열주입법의 일종인 열수주입방법을 적용하여 성공적으로 해리가스를 생산하였다는 점에 그 의의를 찾을 수 있다(Jeonghwan Lee et al., 2009). 열수주입의 경우, 최초로 MH에서 해리된 가스를 지.
(5) 메탄하이드레이트 개발동향. 75. Table 2. Sample characteristics of natural core obtained at the Nankai Trough(Hiroyuki Oyama et al., 2012) Sample name Depth(mbsf) Static pressure(MPa) Temperature(oC) Length(mm) Diameter(mm) Weight(g) Volume(cm3) Density(g/cm3) Porosity(%) Pore volume(cm3) Hydrate saturation(%) Water saturation(%) Gas saturation(%) Effective permeability (mDarcy) Absolute permeability (mDarcy). Tb-1 165.6 9.01 9.8 100.3 50.0 324.9 196.9 1.6 50.4 99.3 18.2 80.1 1.7 0.6-0.7 0.6. Tb-2 162.14 8.97 9.8 104.6 50.0 342.6 205.4 1.7 48.6 99.8 20.3 54.4 25.4 3.0-4.8 1.2. 상으로 생산하여 착화되는 성공적인 결과를 보여주었 다. 말릭 프로젝트는 최초의 성공적인 MH 시험생산이 었다는 점에서 향후 상업적 생산의 청신호를 보여준 사례이다(Youngsoo Lee et al., 2009). 2007년 캐나다 말릭에서 감압법에 의한 MH 시험 생산은 139시간 연속 생산한 세계 최초의 육상시험생 산으로 다양한 자료를 획득했다. 2008년의 시험생산에 서는 단계적으로 4.5 MPa로 감압함으로써 많은 양의 가스와 물을 생산했다. 여기서 가스와 물의 유동속도 측정, 저류층 모델과 변수들을 추출하여 고투율층의 변 형이나 생산정의 투수율 개선이 기대되었다(Lee, Sung Rock, 2011). 일본 JOGMEC는 최근 아이치(愛知)현 근해에서 세 계 최초로 MH의 해상산출시험 사전굴착작업을 개시 했다. 본격적인 산출시험은 2013년 1-3월에 실시하며 2018년부터 상업화를 목표로 하고 있다. 수심 1,000 m 의 해저에서 약 300 m 더 깊은 시험생산정 1곳, 온 도와 압력 등을 측정하는 모니터 리그정 3곳을 설치했 다. 이번 시험에서는 감압법에 의한 시험생산이다. 하 루 수천~수만의 가스 생산을 계획하고 있다. 경제산업성은 시즈오카(岡)현에서 와가야마(和歌山)현 의 해안에 걸친 ‘동부남해트라브해역’에 일본의 연간 천 연가스 소비량의 약 13.5배에 상당하는 1조1,415억 m3 의 메탄가스가 존재한다고 추정하고 있다. 경제산업성 은 2001년도부터 MH의 개발계획이 이어져 20092013년 제2단계, 2016년부터 최종 3단계에서 기술의 정비, 경제성·환경영향평가 등의 검증이 이루어져 2018년부터 상업화할 계획이다(JOGMEC, 2012).. Tb-3 157.5 8.93 9.7 106.1 50.0 357.6 208.3 1.7 48.4 100.9 35.9 61.6 2.6 110 120-240. Tb-4 324.5 13.7 9.6 103.0 50.0 328.8 202.2 1.6 48.7 98.5 3.0 72.6 24.4 25-30 4.0-7.0. Tb-5 155.92 8.91 9.7 101.0 50.0 302.5 198.3 1.5 55.4 109.8 7.7 91.6 0.7 20-30 3.0-5.0. Tb-6 162.25 8.98 9.8 110.9 50.0 383.6 217.7 1.8 45.2 98.3 52.0 40.1 8.0 3.0-4.8 1.2. 일본 난카이해구(Nankai Trough)에 채취한 천연 6개 의 코어의 특징은 심도(mbsf) 155.92~324.5, 정압(MPa) 8.91~13.7, 온도 9.6~9.8oC, 밀도 1.5~1.8 g/cm3, 공 극율 45.2~55.4%, 공극부피 98.3~109.8 cm3, 하이드 레트 포화율 3~52%, 수포화율 40.1~91.6%, 가스포 화율 0.7~25.4%, 유효투수율(mDarcy) 0.6~110 등으로 나타났다(Hiroyuki Oyama et al., 2012) (Table 2). 2.3. 중국 2009년 중국의 1인당 천연가스 수요량은 66.5 m3(미 국 2,106 m3, 전 세계 434 m3)에서 2020년 207 m3, 2030년 267 m3으로 급증할 것으로 전망되고 있다 (Jinhong Kim et al., 2007). 중국은 현재 연간 8천만 톤의 천연가스 수요량 중 16%를 수입하고 있다. 중국 의 LNG 수입량은 2010년 941만 톤에서 2015년 3천 만 톤 수준으로 증가할 것으로 전망되고 있어서 셰일 가스 및 MH의 상업 생산은 시급한 실정이다. 중국은 GH 연구의 후발주자이나 매우 적극적이다. 남중국해에서 선명한 BSR이 발견되어 이를 확인하기 위해 2007년 남중국해의 북측사면 해역 8개 지점에서 시추를 수행하였다. 수심 1,500 m 해저면하 250 m 구 간까지의 물리검층과 코어링, 샘플링 및 선상분석 등 종 합 분석프로그램을 통해 3개 지점에서 GH 부존을 확 인한 바 있다(Jeonghwan Lee et al., 2009). 중국의 MH 탐사는 1999년에 시작되어 지질학적, 지 구물리 지화학 탐사가 수행되었다. 2007년 Shenhu, 남 중국해 북부대륙사면에서 미국, 일본, 인도에 이어 세계 4번째 시료가 채취되어 이 지역의 MH 개발에 매력적인.
(6) 76. 김영인. 전망을 보였다. 남중국해 북부대륙사면에 원유 100억 톤에 상당하는 메탄가스가 부존된 것으로 추정되고 있 다. 육상 티벳고원 치롄산(Qilian Mountain) 동토에서 도 MH가 발견되었다(Carolyn A. Koh et al., 2012). 2.4. 러시아 러시아는 동토지역인 메소야카(Messoyakha) 가스전 에서 전 세계적으로 유일하게 GH의 생산경험을 가지고 있으며 현재는 오호츠크해에서 탐사활동을 수행하고 있 다. 독일의 4개 연구기관과 러시아의 8개 연구기관이 추 진했던 KOMEX 프로젝트는 1998년부터 2002년까지 탐사작업을 수행하였으며, 2003년부터는 일본, 한국, 러 시아, 벨기에, 독일의 연구기관이 컨소시엄을 이루어 2,700 톤급의 러시아 탐사선을 이용한 CHAOS 프로젝 트를 수행 중에 있다(Jeonghwan Lee et al., 2009). Batumi Seep 지역 약 0.5 km2에 달하는 천해퇴적물 에 방대한 하이드레이트는 약 11.3 kt의 메탄이 함유된 것으로 탐사되었다. Lake Baikal에서 3개년 탐사결과 상 당한 양의 하이드레이트가 발견되었다. Sakhalin Slope Gas Hydrate Project는 한국, 일본, 러시아 국제협동 으로 2009년 GH와 하이드레이트 프리 퇴적물이 함유 된 코어를 추출했다(Carolyn A. Koh et al., 2012). 2.5. 인도 인도의 배타적 경제 구역내 MH 부존량은 현재 인 도의 가스매장량의 1,500배인 1,900조 m3로 추정되고 있다(Kalachand Sain, Harsh Gupta, 2012). MH의 환 경적으로 안전한 생산을 위한 기술을 개발 중에 있다. MH 생산보다도 먼저 GH를 함유하는 퇴적층 밑에 매장 되어 있는 프리가스(free-gas)의 경제적 생산이 기대되고 있다(Kalachand Sain, 2012). 향후 에너지의 안정적 확보를 위하여 National Gas Hydrate Programme (NGHP)의 탐사프로그램에 5,600만 달러의 예산을 투 자했다. Krishna-Godavari 분지 해저 하부 60~140 m에서 총공극이 33~41%로 높은 MH 부존이 확인되었다. 인 도는 최근 Krishna-Godavari와 Mahanadi 분지 심해에. Yung-An Ridge에서 10~20%의 MH 부존을 추정하고 있고 Yung-An Ridge 하부에 40% 이상의 MH 부존 을 추정하고 있다. 채취된 시추코어에서 주요 가스는 에탄과 CO2를 소량 함유하는 생물기원의 메탄이다. 대 부분 남중국해에서 하이드레이트 산출에 지구물리적 증 거를 보였다(Carolyn A. Koh et al., 2012).. 3. 메탄하이드레이트 채굴기술 MH 채굴기술은 석유회수증진(EOR)에 사용하던 방 법을 응용하고 있으며 경제적인 생산방법은 아직 개발 되지 않았다. 대표적인 채굴기술은 ① 감압법(depressurization), ② 메탄올 및 염수 등 화학첨가제 주입법 (inhibitor injection), ③ 열자극법(thermal stimulation) 등이다. 채굴기술은 물과 가스성분을 분리하는 것으로 생산 기법의 성공적인 적용을 위해서는 저류층 공극내에서 의 하이드레이트 형성 및 해리메커니즘에 대한 이해와 해리된 가스와 물의 동시유동현상을 규명하는 것이 필 수적이다. GH를 함유하는 퇴적물의 특성은 퇴적물의 조직, 구조, 투과성 등에 지배를 받는다. 한국, 미국, 일본 뿐 만 아니라 독일, 러시아, 인도, 우크라이나 등도 MH 개발에 착수했다. 생물기원 혹은 열기원으로 형성된 메탄은 상부로 이동하여 HSZ(hydrate stability zone)에 하이트레이트로 포집되거나 HSZ 밑 에 자유가스(free gas)로 포집되어 HSZ에 집중되는 경 향을 보인다(Ayhan Demirbas, 2010). 세계 GH 추정 매장량은 10조 톤(천연가스의 25배) 이나 대부분이 심해에 위치해 있어 상업생산에 어려움 이 있다. 시추시 비용을 줄이기 위하여 망원경의. 서 3D 다중채널과 해저 지진파탐사자료를 확보했다. 2012년 Bengal만 Krishna-Godavari(KG), Mahanadi 및 Andaman 지역에서의 2차 탐사가 수행되고 있다 (Carolyn A. Koh et al., 2012). 2.6. 대만 대만의 하이드레이트에 대한 연구는 탐사단계이다.. Fig. 4. Most effective zone for development of GHD(Yuri F. Makogon, 2010)..
(7) 메탄하이드레이트 개발동향. 77. (telescopic) 케이싱시스템을 채택하고 있다. 생산 시 Fig. 4에서와 같이 경사된 해저퇴적층이 무너지면 해저 산사태 등이 발생 가능성이 상존하고 있다. 하이드레이트층 하부에서 관측되는 해저모방반사면 (BSR)의 형태와 하이드레이트의 생산성에 영향을 미칠 수 있다고 판단되는 지질학적 특징들에 대하여 하이드 레이트 부존 확인 지역의 퇴적층 구조 및 특징들을 분 석 분류하고 생산성과의 연관에 대한 연구가 필요하다 (Wonmo Sung et al., 2009).. 3.1. 감압법 감압법은 저류층의 압력을 평형조건의 압력보다 낮 게 떨어뜨려 하이드레이트를 생산하는 방법(Fig. 5)으 로 MH 해리를 위한 세 가지 방법 중에서 감압법은 가장 경제적이라 할 수 있지만, 해리속도와 회수율이 저조한 생산기법이기 때문에 효과적인 하이드레이트 생 산을 위하여 생산전 혹은, 생산초기에 하이드레이트 해. 시추시 시추비트(drill-bit)가 시추파이프(drill pipe)에 설치되어 모터에 의해 회전하게 되는데, 이 비트가 퇴 적물이나 암석을 천공하게 된다. 천공시 비트가 고열 을 받기 때문에 시추이수(drilling mud)에 의해 식혀 지 는데, 이 시추이수는 펌핑되어 시추파이프 속으로 내려 보내져서 시추비트에 있는 구멍을 통하여 시추파이프 밖으로 흘러 나와서 다시 위로 되돌아 올라오게 된다. 시추이수는 여러 가지 유용한 기능을 가진 화학 혼 합물이다. 이것은 비트를 식혀줄 뿐만 아니라, 윤활작 용을 하여 시추를 더욱더 쉽게 되도록 해 준다. 뿐만 아니라 이수는 시추할 때 발생하는 암석파편을 가지고 올라와서 지질학자들이 분석할 수 있도록 해준다. 결 국은 이 이수가 압력을 가지고 있는 석유, 물 또는 가. 감압법은 러시아 메소야카 (Messoyakha) 가스전에 서 사용했던 방법이다. 열자극법과 함께 감압법 채굴 기술은 MH BRS밑의 부존된 자유가스대에서 수평시 추에 의한 가스생산에 가장 실질적인 기술로 평가되고 있다(Ayhan Demirbas, 2010). 감압법의 경우 갱정 주위의 지층이 압밀되어 침투성 의 저하로 인한 새로운 생산성 장해를 일으킬 가능성 이 있으므로 이에 대한 대책이 요구되고 있다. 감압법에 의한 MH가 생산되고 분해가 촉진되면 저 류층 뿐만 아니라 저류층 상부와 하부 지층으로의 가 스와 물이 이동될 가능성이 있으므로 저류층의 상하지 층의 공극률 및 침투율에 대한 평가가 이루어진 후 생 산방법을 선택해야 한다(Jinhong Kim et al., 2007).. 리를 촉진할 수 있는 자극(stimulation)기법이 요구된다 (Youngsoo Lee et al., 2009).. 스의 급격한 분출을 감지하여 막아 주는 역할을 한다. 3.2. 열자극법 열자극법은 하이드레이트 저류층에 열을 주입하여 지층의 온도를 평형조건보다 높게 유지시킴으로써 하 이드레이트를 해리시키는 방법이다(Fig. 6). 여기서 열 을 주입하는 매체로는 증기, 열수, 마이크로파, 전기열 등이 있다. 열회수법은 중질유의 회수시 많이 사용되는 방법으 로 다른 법에 비해 에너지 효율 면에서 우수하다. 그 러나 비용이 많이 소요되는 단점이 있으며, 동토지역. Fig. 5. Gas production by depressurization process(Ayhan Demirbas, 2010).. 에서 증기 또는 열수를 주입할 때는 동토의 융해에 의 한 지반 침하를 방지하기 위한 특별한 연구가 요구되 고 있다. 미국 Alaska주와 케나다의 “Mackenzie Delta”에서 MH층으로부터의 가스 산출시험을 추진하였다. 2002년 3월의 제1차 육상시험은 MH층에 굴착된 갱정안에 온 수를 순환시켜 가열하는 온수 순환법을 적용하여 소량 이지만 일 100 m3 정도의 가스 산출을 세계에서 처음 으로 성공시켰다. 2006-2007년 겨울엔 같은 장소에서 감압법을 적용하는 제2차 육상산출시험을 실시하였다 (Wonmin Cha, 2006). 열처리법은 증기 또는 열수를 주입해서 저류층의 온.
(8) 78. 김영인. Fig. 6. Gas production by thermal stimulation (heat injection) process(Ayhan Demirbas, 2010).. 도를 올리고 하이드레이트를 분해하여 가스를 생산하 는 방법으로 다른 방법에 비하여 에너지 효율면에서 우수하다. MH 저류층의 두께에 따라 주입되는 물질이 달라진다. 20 m 이하인 경우에는 열수, 그 이상의 경 우에는 증기를 주입한다. 연소법으로서 생산된 메탄의 일부를 산소와 함께 저 류층에 공급해서 MH 분해를 위한 에너지로 사용하는 방법으로 2차 및 3차 회수기법 중의 하나인 화공법과 유사하다. 이 방법을 위해서는 전기히터를 이용하여 저 류층내의 온도를 메탄의 연소온도인 81 이상으로 상승 시키고 산소를 저류층에 공급하여야 한다. 3.3. 화학첨가제 주입법 화학첨가제 및 염수 주입법은 메탄올과 에틸렌 글리 콜(ethylene glycol)같은 화학첨가제나 염화나트륨이 함 유된 물을 주입하여 하이드레이트의 평형조건을 변화 시켜 해리시키는 방법이다(Fig. 7). 메탄올의 주입은 오 래 전부터 추운 지역에서 하이드레이트의 형성을 막기 위해 사용된 기술을 응용한 것이다. 이 방법은 메탄올 을 재사용할 수 있어 열회수법 보다는 비용이 적게 들 지만, 다량으로 필요한 용매의 가격이 문제가 된다. 이외에 염수를 주입함으로써 MH를 해리시키고 가 스를 회수하는 방법이 있다. 이 방법은 해저 퇴적층에 부존되어 있는 MH를 개발할 경우에 해수를 쉽게 이 용하는 장점이 있다(Youngsoo Lee et al., 2009). 메탄올 또는 글리콜 주입법으로 메탄올 주입을 통해 하이드레이트로 부터 가스를 회수하는 방법이다. 시베 리아 메소야카 (Messoyakha) 가스전에서 처음으로 성. Fig. 7. Gas production by chemical inhibitor injection process(Ayhan Demirbas, 2010).. 공한 방법이다. 용매가 다량으로 필요하기 때문에 가 격이 문제가 된다. 경제적인 용매의 연구가 진행중이다. 염수를 주입함으로서 하이드레이트를 분해시켜 가스 를 회수하는 방법으로 시베리아에서 시도 되었다. 이 방법과 수압 파쇄 및 열수 주입법을 동시에 이용할 경 우 효과가 매우 크다. 그러나 해수로 인한 부식문제를 해결하여야 한다. 하이드레이트 안전 위험을 줄이고 화학물질 주입율 을 최적화하기 위하여 전기전도도와 음향속도(electrical conductivity and acoustic velocity: C-V)를 기초로 한 새로운 장치가 개발되었다(Calum MACPHERSON et al., 2011). 3.4. CO2-메탄 교환법 CO2를 MH층에 주입하면 하이드레이트 내의 메탄분 자와 CO2분자가 교환되어 열가열 없이 메탄가스는 회 수된다. (Fig. 8)은 CO2와 메탄이 맞교환되는 개념도이 다. CO2 하이드레이트는 메탄하이드레이트보다 더 열 역학적으로 우호적으로 교환되기 때문에 메탄가스회수 와 지구온난화 방지를 위한 CO2지중저장 측면에서 매 우 매력적이고 해저붕락(slumping)으로 인한 구조물 손 상을 방지할 수 있는 방법으로 평가되고 있다(A. Graue et al. 2006). 우리나라의 경우도 동해 저류층에 대규모로 매장되 어 있는 MH 자원화 방안과 관련하여 CO2와 질소혼 합가스를 직접 해저 MH층에 주입할 경우에 CO2와.
(9) 메탄하이드레이트 개발동향. 79. Fig. 8. Conceptual rendering of proposed CO2-CH4 exchange methodology for the production of natural gas from hydrates(US DOE/NETL, 2012).. 메탄이 맞교환되는 기작이 국내 연구진에 의하여 규명 되었다. MH 증진회수법의 원리는 초기의 지층 온도, 압력에 감압법에 의한 압력저하에서 GH가 분해되면 온도가 저하되고, CO2 하이드레이트 생성열에 의한 가온으로 GH 분해를 촉진시켜 생산성과 회수율을 향상시키는 것이다. 3.5. 수압파쇄법 최근 수평시추와 수압파쇄법의 비약적인 발전에 따 라 MH 개발에의 응용이 기대되고 있다. 감압과 가열 등의 자극을 광범위하게 적용할 수 있는 동시에 발생 한 메탄가스를 양호한 효율로 회수함은 물론 압밀에 의한 생산성 장해를 방지할 수 있는 유로를 형성하는 것이 가능하다고 판단되고 있다(Hwang, seonil, 2012). 수평정 시추(horizontal/directional well drilling)기술 은 지표에서 수직 방향으로 시추해 들어가 특정 깊이부 터 진입 각도를 꺾어 가스 저장층에 진입한 후 저장층 과 수평을 유지하며 파이프를 연장해 시추하는 것이다. 셰일가스 개발의 경우 수압파쇄기법(hydraulic fracturing treatment)은 시추 파이프 주위의 열린 구멍을 통해 높은 수압으로 물, 모래, 일부 화학물질을 혼합한 유체를 주위 암석에 분사해 1시간 정도에 걸쳐 균열을 생성하는 것이다. 이러한 균열에 침투한 모래와 화학 물질이 가스 저장층의 균열 상태를 유지함으로써, 천 연가스의 흐름을 원활하게 만드는 것이다.. 셰일가스 개발의 경우 비약적인 기술발전으로 인해 파이프의 길이를 대폭 연장시킬 수 있게 됨에 따라, 시추 계획에 최적화시켜 1 km가 안 되는 경우부터 2 km를 넘는 경우까지 매우 다양하게 적용하고 있다. 시추파이프가 연장되면서 파쇄구간도 많아져 하나의 시 추 파이프 당 4~15개 지점에서 가스를 포집할 수 있 게 되었다(Yun, yeojung, 2010). 3.6. Huff-and-Puff법 CSS(cyclic steam stimulation) 혹은 "huff-and-puff" 법은 1950년대 캘리포니아 유전에서 사용되어온 중질 원유 회수를 위한 증기주입법으로 Imperial Oil사와 Canadian Natural Resources사가 1980년대 이래 사 용해왔다. (Fig. 9)은 "huff-and-puff" 법의 개념도이다. 이 방법은 유정에 주기적인 증기 주입으로 석유를 생산한다. 먼저 수개월 동안 300~340의 증기를 유정 에 주입하여 층에 열이 스며들게 한다. 생산율이 떨어 지면 다시 주기적인 증기를 주입한다. 이러한 과정이 증기주입 비용이 원유회수 비용보다 낮을 때까지 반복 된다. 이 방법은 20~25%의 회수효율을 달성할 수 있 다. 단점은 증기비용이 높다는 것이다. 남중국해 Shenhu지역 GH 부존지에서 수직정에 이 기법을 적용 한 것을 3D 시뮬레이션으로 모사한 결과이다. 3.7. 환경영향 MH 개발과 운송시 천연가스 하이드레이트의 생성.
(10) 80. 김영인. Fig. 9. Schematic of huff and puff method for gas production from a hydrate reservoir(Xiao-Sen Li et al., 2012).. 과 해리는 가스폭발 플러깅(plugging), 지반침하 및 시 설물의 손상 등의 문제를 야기한다. 이 문제를 극복하 기위해 하이드레이트의 억제제 개발이 필요하다. 이를 위해 1970년부터 미국을 비롯한 여러 선진국은 이를 위한 연구를 진행하고 있다. MH에 기인한 환경오염과 지질재해에 의한 피해 가 능성이 존재한다. 영구 동토지역과 심해저 천부 퇴적 층에 부존되어 있는 MH는 지각변동, 온도상승 및 해 수면 변화에 의하여 해리되면 지반침하, 해저붕락 (slumping) 등을 야기 시키며, 이는 광케이블, 구조물 등의 손상을 초래할 수 있다. 해저면의 압력감소나 온 도 증가로 GH 안전지대(GHSZ: gas hydrate stability zone)는 감소되어 GH가 해리되면 메탄이 대기로 방출 된다. 메탄은 이산화탄소 보다 온실효과 증대에 더 많 은 영향을 미친다. 미국 지질조사소(U.S. Geological Survey: USGS)는 50년 후 대기 중의 메탄 양은 현재 농도의 약 2배에 달할 것이며, 주된 원인 중 하나가 GH 해리에 의한 것이라고 보고한 바 있다(Youngsoo Lee et al., 2009). 팔레오세 고온기 (Late Paleocene Thermal Maximum (LPTM))의 근본적인 이유는 대량의 GH 분해가 갑작스런 지구온난화를 일으킨 것이다. 짧은 기간에 북 반구의 온도가 6~12 증가했다. 현재 해양 동식물 멸 종과 GH와의 직접적인 관계는 과학자들이 매우 우려 하는 것이다. 코어 고분해 카본 동위원소기록을 기초 로 현재의 연구에서 약 5천 5백만년전 팔레오세-에오 세(Eocene)에 온도가 갑자기 상승한 것은 메탄가스의 급속한 방출에 기인한 것으로 이 고온기에 저생동물의 1/2~2/3가 멸종되었다(Zhen-guo Zhang et al., 2012).. 4. 국내 연구개발 4.1. 현황 한국지질자원연구원 등의 연구에 따르면 우리나라 동해 대륙붕 가운데 울릉분지 주변에만 약 9억 톤의 MH가 매장돼 있는 것으로 추정되고 있다. 국내 연간 LNG 사용량 2,700만 톤을 기준으로 환산할 때 우리나 라가 약 30년 간 사용할 수 있는 양이다. 금액으로 따 지면 약 150조원에 달한다. 지난 2007년 울릉도 남쪽 100 km 지점에서 미국, 일본, 인도, 중국에 이어 세계 5번째로 자연상태의 GH를 채취하는데 성공했다. 우리나라는 현재까지의 광역탐사 결과를 통해, 수심 1,000 m 이상의 동해지역에서 MH 부존 가능성을 지 시하는 해저모방반사면(BSR), 탄성파침니/칼럼, 음향공 백대, 증폭반사면, 가스분출 구조 등이 확인되었다 (D.G.Yoo et al., 2008). 이를 토대로 유망지역을 광역 적으로 도출하고 이를 바탕으로, 정부는 산학연 공동 으로 2015년 상업생산을 목표로 하는 3단계 10개년 사업을 시작하였다(Youngsoo Lee et al., 2009). 국가 프로그램의 목표는 울릉분지에서 MH 평가 및 해상 생산시험을 위한 최적 기술을 결정하는 것이다. 심해 시추가 2007년과 2010년 성공적으로 수행되었다. 2007년 UBGH1 탐사에서 회수된 퇴적물 코어의 지화 학적 조사에서 천연 하이드레이트 시료가 회수되었다. 2010년 UBHG2 탐사에서 4종류의 생물기원 하이드레 이트가 모래층에서 발견되었다(Carolyn A. Koh et al., 2012). 2010년 탐사(UBHG2)에서 사질 공극충전(pore-filling), 머드가 우세한(mud-rich), 파쇄대충전(fracture-filling),.
(11) 메탄하이드레이트 개발동향. 산점된(disseminated) 생물기원 4종류의 하이드레이트 가 발견되었다. 이의 부존은 심해 분지에서 GHSZ 위 의 넓게 분포한 것과 수직단층과 인접한 상향성장 침 니에 국부적으로 집적한 것 두 가지 모드의 GH가 확 인되었다. 빠르면 2013년 초에 시험생산을 목표로 하 고 있다(Carolyn A. Koh et al., 2012). MH 탐사기술은 미국, 일본에 근접하고 있으나 생산 기술은 격차를 보이고 있다. 2007년 울릉분지에서 MH 부존을 확인한 이래 생산기술에 대한 CO2 치환법 특 허를 보유하고 있다. 한편 해상환경에서 천연가스로부 터 청정 합성석유를 제조하는 공정(GTL-FPSO: gas to liquid-floating production storage offloading) 기술 도 동시에 진행되고 있다(Kun-Hong Lee, 2009). 우리나라의 MH 개발생산 로드맵에 따르면 GH기반 기술센터에서 2013년까지 GH관련 R&D Hub구축, 2014년까지 전자기파를 이용한 신개념 GH 해리 원천기 술개발, GH 생산을 위한 첨가제(inhibitor)개발, 2015 년까지 MH 부존지의 해양특성 및 재해위해성평가를 완료하는 것으로 되어있다(Kun-Hong Lee, 2009). 한국지질자원연구원, 한국석유공사, 한국가스공사 등 이 공동으로 구성한 GH개발사업단은 오는 2014년 동 해 울릉분지 주변에서 GH 시험생산에 돌입하는 방안 을 추진 중이다. 현재 시추 과정에서 메탄가스가 유출 방지 기술 등을 개발 중이며 2013년 초나 2014년까지 는 기술개발을 완료해 시험생산이 가능할 것으로 기대 되고 있다. 4.2. 생산의 기술적 난제(Jeonghwan Lee, 2009) 현재 GH 해리속도 조절 문제 등 핵심적인 기술이 확보되지 않았으나 가까운 미래에 획기적인 기술발전 이 기대되고 있다. 퇴적층내 GH 집적은 상변화에 따 라 공극구조 자체가 변화되며 다상 유체유동 특성도 같이 변화된다. 따라서 GH의 다상유동메카니즘 이해 가 부족하면 유동량의 해석과 예측이 불가능할 뿐 아 니라 생산의 조절 능력도 가질 수 없다. GH의 상변화 및 해리에 따라 변화되는 공극구조는 퇴적층 자체의 구조를 변화시키는 것으로 알려져 있다. 특히 미고결 퇴적층의 특징과 입자 형태의 GH 부존 특성도 기본 구조의 변화 원인으로 볼 수 있다. 집적 구조 자체의 변화는 저류층내 다상유동물성 뿐 아니라 퇴적층의 전체의 안정성 문제를 야기함으로 생산 측면 에서 반드시 고려되어야 할 사항이다. GH의 해리조절이 원활하지 않을 경우, 자연계에 대 량 노출되는 메탄가스는 대표적인 온실가스로서 환경. 81. 영향 문제를 야기할 수 있다. 해양 미고결 퇴적층의 GH 개발에 있어서는 시추와 생산상의 기술적 문제도 함께 고려해야 한다. 일반적으로 해저면으로 부터 천 부의 GH 시추는 압력과 미고결층의 특징상 시추 및 완결작업이 용이하지 않으며, 해리 가스의 누출 및 이 동성 제어와 생산정 조절 등 시추 및 생산의 기술적 문제도 해결되어야 할 문제이다. 상업적 생산의 기본 충족 조건으로서 실질적인 GH 생산의 적용대상이 되기 위해서는 부존형태의 적정성 과 함께 최소한 GH 포화도, 공극률, 유체투과율, 초기 고유압력 및 온도, 상부의 불투수층 존재 등 물리적, 구조적 조건의 타당성이 확보되어야 한다. 이러한 조 건을 만족하는 대상으로 사질 퇴적층(sandy formation) 을 예로 들 수 있다. 4.3. 기술적 난제 극복 우리나라의 MH 탐사기술은 미국, 일본에 근접하고 있으나 생산기술은 격차를 보이고 있다. 2007년 울릉 분지에서 MH 부존을 확인한 이래 생산기술에 대한 CO2 치환법 특허를 보유하고 있다. 포스텍이 개발에 성공한 기술은 GH 생산에 사용되 던 기존의 열역학을 사용하는 방법과 달리 수정진동자 (quartz crystal)를 이용해 상변화에 따른 진동주파수와 저항 변화를 측정하는 혁신적인 방법이다. 이 기술은 기존 방식에 비해 상용화를 30배 가량 가속할 수 있을 것으로 학계는 보고 있다. GH 관련 공정의 경제성은 압력에 좌우되며 압력을 낮출 수 있는 첨가제에 따른 상평형의 변화를 측정하는 기술은 핵심기술로 꼽힌다. 이 기술은 GH분야에서 세계 최고의 미국 콜로라도 광 산대의 하이드레이트연구소가 기술이전을 원하고 있는 것으로 알려졌다(Kun-Hong Lee, 2012). UCG에서의 특허(KIER, 2012) 이지만 지중 석탄가 스화 과정에서 발생하는 통제 불가능한 문제점을 해결 하여, 지하 수십 내지 수천 m에 달하는 가스하이드레 이트층까지 에너지 전송 손실이 거의 없고, 제어가 용 이하며, 선택적 가열특성을 갖는 마이크로파 장치를 MH 생산에의 적용도 고려할 수 있다. 우리나라의 GH 개발계획은 1단계(2005-2007년)에서 유망 지역(동해남 부) 정밀조사, 심부시추로 부존 확인 및 기초 생산기반 기술 연구, 2단계(2008-2011년)에서 동해울릉분지 종합 정밀조사 및 심부 시추, 부존 평가, 생산 기반기술 연 구, 생산모사 실험시스템 구축, 파일럿 생산 시설 구축 착수, 3단계(2012-2014년)에서 생산 시험정 시추 및 시추 자료 분석, 시험생산 및 최적 생산기법 도출 등.
(12) 82. 김영인. 으로 3단계 프로젝트를 수행하고 있다(Dae-Gee Huh et al., 2010). 상업적 생산기법 개발 및 시험생산을 위하여 GH층 의 유체투과율, 비저항, 음파속도, 생산시 퇴적층 부피 변화, 감압법, 치환법 등 생산기법연구, 생산시 퇴적층 안정성평가를 위한 압축강도, 인장강도, 퇴적층 변형, 시추모형과의 결합, 시험생산을 위한 실증기술로서 시 험생산, 유정시험, 최종생산모사전산모형, 상업적 생산 공정 확립 등이 수립되어 추진하고 있다. GH 생산이 비교적 용이한 사질(sand) 퇴적층이 풍 부하지 않지만 미고결 퇴적층과 부존형태의 적정성, 물 리적, 구조적 조건의 타당성이 확보와 아울러 생산시 미고결(unconsolidated) 퇴적층 변형에서 발생할 수 있 는 생산시설 안전 및 온실가스 누출 등 문제를 극복할 수 있을 것이다.. 5. 결. 언. 세계 심해 지층과 영구 동토 하부지층에 광범위하게 부존되어 있는 MH는 안정적으로 존재하기 위하여 저 온과 고압환경을 필요로 한다. 전 세계 대륙 연안지역 에 MH 부존 가능성을 지시하는 많은 해저모방반사면 (BSR)이 나타나고 시추로 확인되었다. 메탄가스 매장량 은 1013~20×1015 m3로 추정되어 현재 세계 에너지 사 용량을 기준으로 약 1,000년간 소비할 수 있는 양이다. GH 탐사개발 분야에서 가장 앞선 나라는 일본이다. 일본은 2012년 난카이 해역에서 GH를 시험생산하고 2018년부터 상업생산에 들어갈 계획이다. 미국은 2012 년 초 계획된 CO2-메탄 치환시험, 알라스카에서 생산 시험, 멕시코만 JIP시추 및 로깅과 하이드레이트 코어 채취에 중점을 두고 있다. 중국은 GH 연구의 후발 주 자이나 매우 적극적으로 남중국해 GH 시료채굴에 세 계 4번째로 성공했다. 인도의 경우 배타적 경제 구역에 MH 부존량이 현재 인도의 가스매장량의 1,500배인 1,900조 m3로 추정되고 있어 MH의 환경적으로 안전한 생산을 위한 기술을 개발 중이다. MH 생산보다도 먼 저 GH층 밑 프리가스의 경제적 생산이 기대되고 있다. MH 채굴기술은 물과 가스성분을 분리하는 것으로 생산기법의 성공적인 적용을 위해서는 저류층 공극에 서 하이드레이트 형성 및 해리메커니즘에 대한 이해와 해리된 가스와 물의 동시유동현상을 규명하는 것이 필 수적이다. GH를 함유하는 퇴적물의 특성은 퇴적물의 조직, 구조, 투과성 등에 지배를 받는다. MH 채굴기술 은 EOR(enhanced oil recovery)에 사용하던 방법을. 응용하고 있으며 경제적인 생산방법은 아직 개발되지 않았다. 대표적인 채굴기술은 감압법, 화학첨가제 주입 법, 열자극법, CO2-메탄 교환법 등이 있다. 감압법은 저류층의 압력을 평형조건의 압력보다 낮 게 하여 하이드레이트를 생산하는 방법으로 GH 해리 를 위한 여러 가지 방법 중에서 감압법은 가장 경제적 이지만 해리속도와 회수율이 저조한 생산기법이기 때 문에 효과적인 생산을 위하여 생산 전 혹은, 생산초기 에 하이드레이트 해리를 촉진할 수 있는 자극기법이 요구된다. 열자극법과 함께 감압법 채굴기술은 GH BRS밑의 부존된 자유가스대에서 수평시추에 의한 가 스생산에 가장 실질적인 기술로 평가되고 있다. 열자극법은 하이드레이트 저류층에 열을 주입하여 지층의 온도를 평형조건보다 높게 유지시킴으로써 하이 드레이트를 해리시키는 방법이다. 여기서 열을 주입하 는 매체로는 증기, 열수, 마이크로파, 전기열 등이 있다. 화학첨가제 및 염수 주입법은 메탄올과 에틸렌 글리 콜같은 화학첨가제나 염화나트륨이 함유된 물을 주입 하여 하이드레이트의 평형조건을 변화시켜 해리시키는 방법이다. 이 방법은 메탄올을 재사용할 수 있어 열회 수법 보다는 비용이 적게 들지만, 다량의 용매 가격이 문제가 된다. 이외에 염수 주입법은 해저 퇴적층에 부 존되어 있는 MH를 개발할 경우에 해수를 쉽게 이용 할 수 있다. CO2-메탄 교환법은 CO2를 GH층에 주입하면 하이 드레이트 내의 메탄분자와 CO2분자가 교환되어 열가 열없이 메탄가스를 회수하는 방법이다. CO2 하이드레 이트는 MH보다 더 열역학적으로 우호적으로 교환되 기 때문에 메탄가스 회수와 지구온난화 방지를 위한 CCS 측면에서 매우 매력적이고 해저붕락으로 인한 구 조물 손상을 방지할 수 있는 방법으로 평가되고 있다. 최근 수평시추와 수압파쇄법의 비약적인 발전에 따 라 MH 개발에의 응용이 기대되고 있다. 감압과 가열 등의 자극을 광범위하게 적용할 수 있는 동시에 발생 한 메탄가스를 양호한 효율로 회수함은 물론 압밀에 의한 생산성 장해를 방지할 수 있는 유로를 형성하는 것이 가능하다고 판단되고 있다. MH 개발과 운송시 천연가스 하이드레이트의 생성 과 해리는 가스폭발 플러깅, 지반침하 및 시설물의 손 상 등의 문제를 야기한다. 해저면의 압력감소나 온도 증가로 GH 안전지대(GHSZ)는 감소되어 GH가 해리 되면 메탄이 대기로 방출된다. 메탄은 이산화탄소 보 다 온실효과 증대에 더 많은 영향을 미친다. 코어 고 분해 카본 동위원소기록을 기초로 현재의 연구에서 팔.
(13) 메탄하이드레이트 개발동향. 레오세 고온기는 메탄가스의 급속한 방출에 기인한 것 이다. 우리나라의 GH 개발계획은 1-2단계를 지나 3단계 (2012-2014년)에서 생산 시험정 시추 및 시추 자료 분 석, 시험생산 및 최적 생산기법 도출 등으로 프로젝트 를 수행하고 있다. 2013년 까지 R&D Hub구축, 2014년까지 전자기파를 이용한 신개념 GH 해리 원천 기술개발, 생산 첨가제 개발, 2015년까지 MH 부존지 의 해양 특성 및 재해 위해성 평가를 완료하는 것으로 되어있다. 우리나라의 MH 탐사기술은 미국, 일본에 근접하고 있으나 생산기술은 격차를 보이고 있다. 2007년 울릉 분지에서 MH 부존을 확인한 이래 생산기술에 대한 CO2 치환법 특허를 보유하고 있다. 또 포스텍이 수정 진동자를 이용해 상변화에 따른 진동주파수와 저항 변 화를 측정하는 혁신적인 방법을 개발했다. GH 관련 공정의 경제성은 압력에 좌우되며 압력을 낮출 수 있 는 첨가제에 따른 상평형의 변화를 측정하는 기술은 핵심기술로 꼽힌다. 현재 GH 해리속도 조절 문제 등 핵심적인 기술개발 이 가까운 미래에 기대되고 있다. 심해 퇴적층의 GH 생성 해리 특성이 다양하므로 국내 심부해역의 조건에 적합한 MH 회수기술 개발이 필요하다. 다양한 생산법 을 조합하고 안정적 측면에서 자유가스(free-gas) 층을 우선 개발하는 것도 한 방법이 될 것이다. GH층까지 에너지전송 손실이 거의 없고, 제어가 용이하며, 선택 적 가열특성을 갖는 마이크로파 장치를 MH 생산에의 적용도 고려할 수 있다. 다양한 MH 채굴기술은 기술상의 불확실성을 최소 화하고, 기술의 검증 및 환경에 미치는 영향을 최소화 를 검증하기 위해서는 선진국과의 공동연구 등 국제협 력이 절대적으로 필요하다. MH개발의 자립화를 위하 여 자체 기술과 장비 개발은 물론 수평시추기술 및 첨 가제를 포함한 수압파쇄 기술 등에 대한 연구개발을 강화할 필요가 있어 보인다.. 사. 사. 이 글(Review article)은 한국과학기술정보연구원 (KISTI)이 수행하고 있는 교육과학기술부의 과학기술 진흥기금 출연사업인 “고경력 과학기술인을 활용한 지 원사업(ReSEAT Program)’’의 일부이다. 심사과정에서 미비점을 세밀하게 지적, 보완하여 준 교열자에게 깊 이 감사드린다.. 83. 참고문헌 Yuri F. Makogon (2010) Natural gas hydrates–A promising source of energy. Journal of Natural Gas Science and Engineering, v.2, p.49-59. Kalachand Sain and Harsh Gupta (2012) Gas hydrates in India: Potential and development. Gondwana Research, v.22, p.645-657. Ayhan Demirbas (2010) Methane hydrates as potential energy resource: Part 2-Methane production processes from gas hydrates. Energy Conversion and Management, v.51, p.1564-1565. Calum Macpherson, Philippe Glenat, Saeid Mazloum and Iain Young (2011) Successful deployment of a novel hydrate inhibition monitoring system in a North Sea gas field, p.1-10. Carolyn A. Koh, Amadeu K. Sum and E. Dendy Sloan (2012) State of the art: Natural gas hydrates as a natural resource. Journal of Natural Gas Science and Engineering, v.8, p.132-138. Kalachand Sain (2012) Harsh Gupta, Gas hydrates in India: Potential and development. Gondwana Research, v.22, p.645-657. A. Graue, B. Kvamme, et al. (2006) Environmentally friendly CO2 storage in hydrate reservoirs benefits from associated spontaneous methane production. Offshore Technology Conference, p.1-10. Ayhan Demirbas (2010) Methane hydrates as potential energy resource: Part 1-Methane production processes from gas hydrates. Energy Conversion and Management, v.51, p.1547-1561. Hiroyuki Oyama, YoshihiroKonno, KiyofumiSuzuki and JiroNagao (2012) Depressurized dissociation of methane-hydrate-bearing natural cores with low permeability. Chemical Engineering Science, v.68, p.595605. Xiao-Sen Li, et al. (2012) Experimental investigation into methane hydrate production during three-dimensional thermal huff and puff. Applied Energy, v.94, p.48-57. Youngsoo Lee, et al. (2009) Hydrate production performance analysis with multi-well, plate-type apparatus using depressurization and thermal methods. Korean Chem. Eng. Res., v.47, n.1, p.133-140. Jeonghwan Lee (2009) The development status and prospect for the production technology of gas hydrate. Journal of Korea Society For Geosystem Engineering, v.46, n.3, p.387-401. Hwang, Seonil (2012) Hydraulic fracturing technology in the development of methane hydrate. KISTI ReSEAT Highlight Analysis, p.1-3. Kun-Hong Lee (2009) The clean energy methane hydrate. Gyeong Buk Ocean Forum, p.24-29. Zhen-guo Zhang, et al. (2012) Marine gas hydrates: Future energy or environmental killer?. Energy Procedia, v.16, p.933-938. Wonmo Sung, et al. (2009) Hydrate deposit classification based on bottom simulating reflector. Journal of Korea Society For Geosystem Engineering, v.46, n.3, p.300309. Yun, Yeojung (2010) The shale gas revolution will sta-.
(14) 84. 김영인. bilize the natural gas price. LG Business Insight, p.39-53. Jinhong Kim, et al. (2007) Numerical study on the production methane hydrate by depressurization method. The Korean Society for New and Renewable Energy, Proceedings, p.519-523. Wonmin Cha (2006) The latest research trends of natural methane hydrate. KISTI ReSEAT Monitoring Analysis, p.1-6. D.G. Yoo, et al. (2008) Geophysical evidence for the occurrence of gas hydrate in the Ulleung Basin, East Sea. Journal of Geological Society of Korea, v.44, n.5, p.645-655. Lee, Sung Rock (2011) 7th International conference on gas hydrate. KOSEN Conference Report, p.1-13. JOGMEC (2012) Launched the world's first maritime pre-production test of methane hydrate drilling operations, http://www.gasnews.com/news/articleView.html? idxno=55408 Jeonghwan Lee, et al. (2009) Potentialities and values of gas hydrate as an energy resource. Journal of Korea. Society For Geosystem Engineering, v.46, n.4, p.490497. Kun-Hong Lee (2012) Drive commercialization of gas hydrate. http://www.dt.co.kr/contents.html?article_no =2012043002011557650008 Dae-Gee Huh, et al. (2010) Unconventional hydrocarbon resources for the next-generation energy era. Journal of Korea Society For Geosystem Engineering, v.47, n.6, p.975-984. KIER (2012) The method and apparatus of underground coal gasification using the microwave, Patent 102012-0030667 Kang, Seongpil (2012) The physical and chemical properties of gas hydrates. 1-7. U.S. DOE/NETL (2012) Gas Hydrate Production Trial Using CO2 / CH4 Exchange, http://www.netl.doe.gov/ index.html Jeonghwan Lee (2010) Unconventional gas resource. Korea Gas Corporation, p.1-41. 2012년 12월 24일 원고접수, 2013년 1월 23일 게재승인.
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